9. Juli 2019

BIM: Digitalisierung in der Baubranche

Die Datenflut bändigen – Basis für effizientes Zusammenwirken bei Planung und Bau

Die Digitalisierung verändert die Planungsabläufe im Bauwesen grundlegend. Wurde zunächst das Zeichenbrett vom Rechner am Arbeitsplatz abgelöst, hat sich die Zeichen-Software immer weiterentwickelt. Inzwischen geht es auch um die Zusammenarbeit der verschiedenen am Bau beteiligten Dienstleister. Mittlerweile gehört es zum Standard, Gebäude vollständig in 3D zu planen und dabei innerhalb des Teams sowie mit externen Partnern gemeinsam am selben Daten-Modell zu arbeiten. Building Information Modeling (BIM) heißt diese Arbeitsmethode.

3D Modell eines Gebäudes, geplant mit BIM.

Das Bauwesen in Deutschland zeichnet sich durch die Zusammenarbeit vieler kleiner und mittelständischer Unternehmen (KMU) aus. Die Bauaufgaben sind dabei zunehmend komplex. Bei jedem neuen Projekt müssen alle an der Planung beteiligten Partner ihre jeweiligen Abläufe aufeinander abstimmen. BIM setzt genau an dieser Herausforderung an:

Building Information Modeling (BIM)
BIM ist ein intelligenter Prozess, der auf einem 3D-Modell basiert. Architekten, Ingenieure, Bauunternehmer und Fachplaner weiterer Gewerke arbeiten gemeinsam am selben Daten-Modell und tauschen relevante Informationen aus. Dies ermöglicht eine einfache Kollisionsprüfung zwischen den Bauteilen der verschiedenen Gewerke und hilft Fehler zu minimieren.

Die einzelnen Bauteile des 3D-Modells enthalten neben den geometrischen Informationen auch weitere relevante Informationen wie z.B. Material, Kosten, Schallschutz- oder Brandschutzeigenschaften. Die Informationen der unterschiedlichen Gewerke werden hierbei in verschiedenen Modellkategorien in der Software gespeichert und können so ein- bzw. ausgeblendet werden. BIM steigert die Effizienz bei Planung, Entwurf, Konstruktion und Verwaltung von Gebäuden und Infrastruktur und somit die Planungsqualität.

„BIM ist immer dann interessant, wenn es schwierig wird, den Überblick über das Gesamtprojekt mit allen Gewerken zu behalten“, erläutert Erich Schuster, Geschäftsführer bei SCHUSTER engineering. Das Planungsbüro in Neuburg an der Kammel setzt bereits seit Jahren BIM für die Planung ein. Das erleichtert die Zusammenarbeit innerhalb des Teams enorm.

BIM 3D-Gebäudemodell einer Halle.

Das mit BIM geplante 3D-Modell zeigt nur die für den jeweiligen Stand der Planung relevante Modellkategorie.

BIM sorgt für ein neues Optimierungsniveau

Die Vorteile der Arbeitsmethode liegen klar auf der Hand: Anstatt Informationen während der Planung unterschiedlicher Gewerke jeweils neu zu sammeln, werden die Daten über den gesamten Projektzeitraum kontinuierlich aufgebaut. Fachplaner profitieren von den bereits gesammelten Daten ihrer Projektpartner, ohne diese erneut eingeben zu müssen. Der Planungsprozess wird schneller und manuelle Übertragungsfehler sind praktisch ausgeschlossen. Die zentrale Datenhaltung stellt sicher, dass das gemeinsame Koordinationsmodell exakt und konsistent ist.
Jedoch verschieben sich hierdurch die geläufigen Planungsphasen gemäß HOAI. So muss zu Beginn eines Projektes mehr Zeit investiert werden, da bereits hier eine Vielzahl von Informationen eingearbeitet werden müssen. Informationen, die bei einer herkömmlichen Planung im Entwurfsstadium noch gar nicht erforderlich waren.

Begleitende wissenschaftliche Untersuchungen konnten bereits zeigen, dass BIM für einen deutlichen Rückgang an Planungsmängeln und Nachträgen sorgt. Kostspielige Fehler, die entstehen, weil verschiedene Gewerke nicht kompatibel sind, werden nicht erst auf der Baustelle sichtbar, sondern können bereits am Modell korrigiert werden. Der Materialbedarf kann exakter kalkuliert werden. Auch verschiedene Planungsalternativen können dank BIM einfach und anschaulich durchgespielt werden.

Große Datenmengen sind (noch) ein Problem

Bei großen Projekten gibt es allerdings Herausforderungen: Die Datenmengen werden schnell sehr groß – zu groß für die heute wirtschaftlich einsetzbaren Rechen- und Übertragungsmöglichkeiten. Teilen die Partner Informationen über die Schnittstelle (IFC-Datei), kann es passieren, dass die Rechner trotz neuester Technik bei der Datenverarbeitung an ihre Grenze stoßen.

Am Beispiel der Planung der Papierfabrik PM3 der Progroup AG wird deutlich, wie sehr es auf die Kompetenz der Planungsteams ankommt, um die Daten effizient teilen und nutzen zu können.

BIM: 3D Modell der Papierfabrik PM3 der Pöls AG

BIM: 3D Modell der Papierfabrik PM3 der Progroup AG

Die komplexe Halle der Papierfabrik ist 400 Meter lang. Viele Menschen in verschiedenen Büros sind an der Planung des 465 Mio. € – Projektes beteiligt. Um hier einer Informationsflut bzw. nicht mehr bearbeitbarer Datengröße entgegenzuwirken, wurde das Projekt in sechs Bauabschnitte unterteilt, die in der BIM-Software zu einem gesamten Gebäudemodell zusammengefügt werden, aber dennoch einzeln verarbeitet werden können.

Außerdem wird von den Beteiligten darauf geachtet, dass nicht alle Informationen, die im Modell abgelegt sind, wahllos zwischen den Planern synchronisiert werden. Nur die Datensätze, die für den jeweiligen Planer relevant sind, werden geteilt.

„Wir müssen aufpassen, dass wir uns nicht gegenseitig blockieren. Wenn man die Daten nicht sinnvoll begrenzt, wird aus Effizienz eine Überforderung der Rechner und der beteiligten Planungspartner“, sagt Josef Schuster, der Geschäftsführer von SCHUSTER engineering.

Die an die Planungspartner übermittelten Planungsdaten per IFC-Datei wurden deshalb auf eine Größe von 250 MB begrenzt.

Durch klare Verantwortlichkeit die Kontrolle behalten

Dafür, dass die Rechner in jeder Planungsphase mit der Datenmenge des Projekts umgehen können, trägt ein Mitarbeiter des Planungsbüros die Verantwortung. Er überprüft, dass externe Partner bei der Übertragung von Informationen an das Planungsbüro SCHUSTER jeweils nur die relevanten Daten weitergeben. Die unterschiedlichen Informationen werden in verschiedenen Modellkategorien gespeichert. So ist ein effizientes Arbeiten sichergestellt.

Intern setzt das Team von SCHUSTER engineering bestehend aus Architekten und Ingenieuren das BIM-fähige CAD-Programm Revit inzwischen schon für jedes Projekt ein. Erich Schuster erklärt: „Heute ist es Standard, dass Bauherren zur Visualisierung ein 3D-Modell des Projekts fordern, was Grundlage jeder BIM-Planung ist.“ Allerdings plant das Team bei weniger komplexen Projekten nur begrenzt und nur intern mit BIM. Es wird keine Schnittstelle eingerichtet. Die externen Partner, die für die einzelnen Gewerke zuständig sind, bekommen plane 2D Zeichnungen ohne gewerkübergreifende Modell-Informationen. Das übergreifende Arbeiten mit BIM würde den Prozess hier nicht vereinfachen, sondern eher komplizierter machen.

Entscheidend ist es, festzulegen, wie umfangreich die enthaltenen Informationen sein müssen. Dabei darf man die Wirtschaftlichkeit der Planung nicht aus dem Auge verlieren.

Das Team von Schuster engineering hat inzwischen langjährige Erfahrung in der Zusammenarbeit von Architekten und Ingenieuren auf BIM-Basis, insbesondere in der gemeinsamen Nutzung des Programmes Revit und daher die Möglichkeiten, dies optimal für die Planung zu nutzen und auch außergewöhnlich komplexe Projekte hocheffizient und erfolgreich umzusetzen.